Singleton Kalıbı

Coddy'nin Python Journey'sinin Object Oriented Programming bölümünün bir parçası — ders 45 / 64.

Singleton deseni, bir sınıfın yalnızca bir örneğe sahip olmasını sağlar ve ona küresel bir erişim noktası sunar. Bu, veritabanı bağlantıları veya yapılandırma ayarları gibi kaynaklar için kullanışlıdır.

İşte temel bir Singleton uygulaması:

class Singleton:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

__new__ yöntemi nesne oluşturmayı kontrol eder. Yeni bir tane oluşturmadan önce bir örneğin zaten var olup olmadığını kontrol eder.

Singleton sınıfından iki örnek oluşturun:

singleton1 = Singleton()
singleton2 = Singleton()

Her iki değişkenin de aynı nesneye başvurup başvurmadığını kontrol edin:

print(singleton1 is singleton2)  # True
print(id(singleton1))            # Aynı bellek adresi
print(id(singleton2))            # Aynı bellek adresi

İşte bir veritabanı bağlantısı içeren daha pratik bir örnek:

class DatabaseConnection:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            cls._instance.connection = "Connected to MySQL database"
            print("Creating new database connection")
        return cls._instance
    
    def query(self, sql):
        return f"Executing: {sql}"

# İlk erişim bağlantıyı oluşturur
db1 = DatabaseConnection()
print(db1.connection)

# İkinci erişim aynı bağlantıyı yeniden kullanır
db2 = DatabaseConnection()
print(db2.connection)

print(db1.query("SELECT * FROM users"))
print(db1 is db2)

Singleton kullanarak bir yapılandırma yöneticisi oluşturun:

class Config:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            cls._instance.settings = {}
        return cls._instance
    
    def set_setting(self, key, value):
        self.settings[key] = value
    
    def get_setting(self, key):
        return self.settings.get(key)

config1 = Config()
config1.set_setting("debug", True)

config2 = Config()
print(config2.get_setting("debug"))  # True - aynı ayarlar

Çıktı:

True
140234567890123
140234567890123
Creating new database connection
Connected to MySQL database
Connected to MySQL database
Executing: SELECT * FROM users
True
True

Önemli Nokta: Singleton deseni, nesne oluşturmayı kontrol etmek için __new__ metodunu kullanarak yalnızca bir örneğin var olmasını sağlar. Bunu, veritabanı bağlantıları, günlükçüler veya yapılandırma yöneticileri gibi uygulamanız boyunca yalnızca bir kopyası olması gereken kaynaklar için kullanın. Bir Singleton'ı işaret eden tüm değişkenlerin bellekteki aynı nesneye başvurduğunu unutmayın.

Görev

Kolay

Bu meydan okumada, bir veritabanı bağlantı sınıfı için Singleton tasarım desenini uygulayacaksınız.

TODO yorumlarını takip ederek Singleton desenini uygulamak için databaseconnection.py dosyasını düzenleyin
driver.py dosyası kapsamlı test senaryoları içerir ve değiştirilmemelidir

Kopya kağıdı

Singleton deseni, bir sınıfın yalnızca bir örneği olmasını sağlar ve ona küresel bir erişim noktası sunar.

__new__ kullanarak temel Singleton uygulaması:

class Singleton:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

__new__ metodu, yeni bir tane oluşturmadan önce bir örneğin zaten var olup olmadığını kontrol ederek nesne oluşturmayı denetler.

Singleton örneklerini test etme:

singleton1 = Singleton()
singleton2 = Singleton()
print(singleton1 is singleton2)  # True - aynı nesne

Veritabanı bağlantısı ile pratik örnek:

class DatabaseConnection:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            cls._instance.connection = "Connected to MySQL database"
        return cls._instance
    
    def query(self, sql):
        return f"Executing: {sql}"

Yapılandırma yöneticisi örneği:

class Config:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            cls._instance.settings = {}
        return cls._instance
    
    def set_setting(self, key, value):
        self.settings[key] = value
    
    def get_setting(self, key):
        return self.settings.get(key)

Veritabanı bağlantıları, günlükçüler veya yapılandırma yöneticileri gibi uygulamanız boyunca yalnızca bir kopyası olması gereken kaynaklar için Singleton kullanın.

Kendin dene

from databaseconnection import DatabaseConnection

# Kapsamlı test senaryosu işleyicisi
test_case = input()

if test_case == "identity_check":
    db1 = DatabaseConnection()
    db2 = DatabaseConnection()
    print(db1 is db2)  # True yazdırmalı

elif test_case == "connect_state":
    db = DatabaseConnection()
    print(f"Initial connected state: {db.connected}")  # False yazdırmalı
    db.connect()
    print(f"After connect: {db.connected}")  # True yazdırmalı

elif test_case == "disconnect_state":
    db = DatabaseConnection()
    db.connect()
    db.disconnect()
    print(f"After disconnect: {db.connected}")  # False yazdırmalı

elif test_case == "multiple_instances_same_state":
    db1 = DatabaseConnection()
    db1.connect()
    db2 = DatabaseConnection()
    print(f"db2 connected state: {db2.connected}")  # True yazdırmalı

elif test_case == "host_value":
    db = DatabaseConnection()
    print(f"Default host: {db.host}")  # "localhost" yazdırmalı
    db.host = "new-server"
    db2 = DatabaseConnection()
    print(f"New instance host: {db2.host}")  # "new-server" yazdırmalı

elif test_case == "init_once":
    db1 = DatabaseConnection()
    db1.host = "custom-host"
    db2 = DatabaseConnection()
    print(f"Both instances have same host: {db1.host == db2.host}")  # True yazdırmalı
    print(f"Host value: {db1.host}")  # "custom-host" yazdırmalı

elif test_case == "connect_message":
    db = DatabaseConnection()
    db.connect()  # "Connected to database at localhost" yazdırmalı

elif test_case == "disconnect_message":
    db = DatabaseConnection()
    db.connect()
    db.disconnect()  # "Disconnected from database" yazdırmalı

elif test_case == "attribute_modification":
    db1 = DatabaseConnection()
    db1.port = 3306
    db2 = DatabaseConnection()
    print(f"db2 has port attribute: {hasattr(db2, 'port')}")  # True yazdırmalı
    print(f"db2 port value: {db2.port}")  # 3306 yazdırmalı

elif test_case == "reset_connection":
    db1 = DatabaseConnection()
    db1.connect()
    print(f"Connected state: {db1.connected}")  # True yazdırmalı
    db2 = DatabaseConnection()
    print(f"New instance connected state: {db2.connected}")  # True yazdırmalı
    db2.disconnect()
    db3 = DatabaseConnection()
    print(f"After disconnect, new instance state: {db3.connected}")  # False yazdırmalı

elif test_case == "multiple_connects":
    db = DatabaseConnection()
    db.connect()
    db.connect()
    db.connect()
    print(f"Connected state after multiple connects: {db.connected}")  # True yazdırmalı
    db.disconnect()
    print(f"Connected state after disconnect: {db.connected}")  # False yazdırmalı

elif test_case == "host_change_affects_message":
    db = DatabaseConnection()
    db.host = "custom-server"
    db.connect()  # Hala "Connected to database at localhost" yazdıracaktır
    # connect metodu, host özniteliğini kullanmayan sabit kodlanmış bir mesaja sahiptir
    print("Message still shows localhost: True")